KR102332251B1

KR102332251B1 - 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치 및 이를 이용한 사출 성형품 제조방법

Info

Publication number: KR102332251B1
Application number: KR1020200036698A
Authority: KR
Inventors: 고일주; 최규남; 고민성; 이규세; 이하용; 손의환; 김주일; 추민우; 김세영; 최지원; 강수정
Original assignee: 주식회사 한국몰드
Priority date: 2020-03-26
Filing date: 2020-03-26
Publication date: 2021-11-29
Also published as: KR20210120251A

Abstract

본 발명은 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치 및 이를 이용한 사출 성형품 제조방법에 관한 것으로, 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치의 경우, 할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재가 장착되어 상기 봉 부재를 전후 방향으로 이동시킴으로써, 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 상기 성형 대상물의 중공에 삽입 또는 취출되도록 하는 봉 부재 위상 조절 장치; 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 인서트 작업 영역 또는 오버몰딩 작업 영역 중 하나로 이동시킬 수 있도록 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 일측에 연결되는 위치 조절 장치; 상기 오버몰딩 작업 영역 내에 설치되며, 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동된 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물에 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 내부 중공에 삽입된 상기 성형 대상물 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 장치; 및 상기 봉 부재 위상 조절 장치, 위치 조절 장치 및 오버몰딩 장치의 동작상태를 제어하는 제어장치;를 포함한다.

Description

오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치 및 이를 이용한 사출 성형품 제조방법 {METHOD FOR MANUFACTURING INJECTION MOLDED PRODUCT THROUGH AUTOMATED OVERMOLDING TYPE INJECTION MOLDING}

본 발명은 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통해 작업 편의성을 높이고, 결과적으로 휨 불량이 발생되지 않는 사출 성형품을 제조하는 방법에 관한 것이다.

오버몰딩(Overmolding)식 사출 성형과정은 일반적으로 하나의 재료가 다른 재료 위에 금형되는 사출 성형 공정으로서, 하나의 성형 대상물을 기준으로 해당 성형 대상물의 일측에 추가 구조물을 사출용 수지를 이용해 결합시켜 하나의 결과물로서 사출 성형품을 제조하는 과정을 의미한다.

이러한 오버몰딩의 성형 대상물이 되는 물건들이 점차 경량화를 목적으로 재질적 변화를 시도하고 있는 상황에서, 이로 인한 기존에 예상하지 못했던 문제점들이 나타나고 있으며, 이를 해소하기 위해 다양한 시도들이 이루어지고 있다.

예를 들어, 경량화를 위한 재질적 변화와 더불어 자체적인 내구성 또는 강도와 관련한 물성을 동시에 보완해줄 수 있는 재질적 변화를 동시에 시도하거나, 오버몰딩 식 사출 성형을 통해 사출 성형품을 제조하는 공정상의 특정 과정을 기존과 달리 변화시키는 방법에 관해 연구되고 있다.

이와 관련하여 볼트, 너트 또는 리벳 등 별도의 체결수단 없이 견고한 이종 재질의 결합구조를 형성하여 결합부위에 차체 진동 및 외부 충격에 의한 응력 집중이 방지되고, 하나의 사출금형을 사용하여 성형 대상물에 복수의 추가 구조물을 동시에 인서트 사출시키도록 하기 위해 마련된 종래기술에 대한 선행문헌에는 대한민국 등록특허공보 제10-1711080호의 "카울크로스바와 플라스틱 부속품의 인서트 사출 결합방법 및 이에 의한 카울크로스바와 플라스틱 부속품의 인서트 사출 결합체"(이하, '종래기술'이라고 함)이 있다.

하지만, 종래기술을 비롯한 기존의 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법들의 경우, 여전히 경량화된 재질의 성형 대상물을 고려하여 오버몰딩 시 금형 내 사출압력에 의해 성형 대상물의 휨 현상과 같이 구조적 변형에 의한 불량 문제가 지속 발생되었다.

또한, 종래기술을 비롯한 기존의 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법들의 경우, 작업 공정이 완전 자동화를 이루지 못해 작업 효율성 및 최종 결과물에 해당하는 사출 성형품의 생산성이 저하되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로써, 본 발명의 목적은 오버몰딩식 사출 성형을 통해 경량화를 위한 재질로 마련된 성형 대상물에 추가 구조물을 결합시킴에 있어, 금형 내 사출압력에 의해 성형 대상물의 휨 현상과 같이 구조적 변형에 의한 불량이 발생되지 않으며, 더 나아가 작업 공정의 자동화를 통해 작업 효율성 및 최종 결과물에 해당하는 사출 성형품의 생산성을 개선시킬 수 있는 기술을 제공하는데 있다.

우선, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치는, 할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재가 장착되어 상기 봉 부재를 전후 방향으로 이동시킴으로써, 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 상기 성형 대상물의 중공에 삽입 또는 취출되도록 하는 봉 부재 위상 조절 장치; 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 인서트 작업 영역 또는 오버몰딩 작업 영역 중 하나로 이동시킬 수 있도록 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 일측에 연결되는 위치 조절 장치; 상기 오버몰딩 작업 영역 내에 설치되며, 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동된 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물에 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 내부 중공에 삽입된 상기 성형 대상물 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 장치; 및 상기 봉 부재 위상 조절 장치, 위치 조절 장치 및 오버몰딩 장치의 동작상태를 제어하는 제어장치;를 포함한다.

여기서, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 인서트 작업 영역 내 위치한 상태에서 장착된 상기 봉 부재를 전방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공에 관통 삽입시키며, 상기 위치 조절 장치는 상기 성형 대상물 내부 중공에 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 봉 부재를 장착한 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동시켜 상기 성형 대상물이 개형된 상태의 상기 금형 틀 내측 금형공간에 배치되도록 할 수 있다.

또한, 상기 오버몰딩 장치는 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물을 배치시킨 상태에서 상기 금형 틀을 폐형시키고, 상기 성형 대상물 외측으로 상기 추가 구조물을 결합시키며, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 상기 오버몰딩 장치를 통해 상기 성형 대상물 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 후, 폐형된 상기 금형 틀의 상태가 상기 오버몰딩 장치에 의해 소정 시간 유지되는 사이 상기 봉 부재를 후방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재를 취출시킬 수 있다.

아울러, 상기 위치 조절 장치는 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재의 취출이 완료된 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 다시 상기 인서트 작업 영역으로 이동시킬 수 있다.

그리고 상기 오버몰딩 장치는 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 통해 상기 성형 대상물의 내부 중공으로부터 상기 봉 부재의 취출이 완료된 후, 상기 금형 틀의 상태를 개형시켜 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 상기 성형 대상물에 해당하는 상기 사출 성형품을 취출 가능하도록 할 수 있다.

실시에 따라, 상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 1.2×d 이상으로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 유압실린더로 마련되며, 상기 봉 부재가 장착되는 유압실린더로서의 상기 봉 부재 위상 조절 장치 내 스트로크의 길이는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련될 수 있다.

다르게는, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 길이방향을 따라 이송 레일이 형성된 개방공간을 구비하는 레일 몸체부 및 상기 봉 부재가 일측에 장착되며, 외측에는 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 이동 가능한 이송바퀴가 구비되고, 일측에 상기 이송바퀴을 회전 운동시키는 이송모터가 구비된 이송 몸체부를 포함하며, 상기 봉 부재가 장착된 상기 이송 몸체부가 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 일방향으로 이동하는 최대 거리는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련될 수 있다.

실시에 따라, 상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 (2×d)+(0.2×d) 이상으로 마련될 수 있다.

여기서, 상기 봉 부재는 외주면 상에 나사산 구조가 형성되며, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 상기 봉 부재의 나사산 구조와 체결 가능한 구조를 갖추어 상기 봉 부재가 장착되도록 하며, 체결 장착된 상기 봉 부재의 나사산 구조를 일정 방향으로 회전시켜 상기 봉 부재의 전후 이동이 이루어지도록 하는 회전 모터를 구비할 수 있다.

그리고 상기 오버몰딩 장치는, 상기 금형 틀의 일부분을 이루는 이동형 금형 틀 일측에 연결되어, 상기 금형 틀의 타부분을 이루는 고정형 금형 틀 기준 상기 이동형 금형 틀의 상호 인접 상태를 조절하여 상기 금형 틀이 개형 또는 폐형 구조를 갖추도록 하는 금형 틀 이동 수단;을 포함하며, 상기 고정형 금형 틀은 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 금형 틀의 폐형 구조가 갖춰질 시, 상기 성형 대상물의 중공에 삽입되지 않은 상기 봉 부재의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시 제1몸체가 설치되며, 상기 이동형 금형 틀은 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 금형 틀의 폐형 구조가 갖춰질 시, 상기 성형 대상물의 중공에 삽입되지 않은 상기 봉 부재의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시 제2몸체가 설치되며, 상기 가이드 부시 제1몸체 및 가이드 부시 제2몸체는 상기 금형 틀이 폐형 구조를 갖출 시, 상호 접하여 하나의 가이드 부시 구조를 형성할 수 있다.

또한, 상기 고정형 금형 틀은 내측면 상에 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 성형 대상물의 상기 고정형 금형 틀 측 외주면에 상기 이동형 금형 틀 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제1위치 고정수단이 구비되며, 상기 이동형 금형 틀은 내측면 상에 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 성형 대상물의 상기 이동형 금형 틀 측 외주면에 상기 고정형 금형 틀 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제2위치 고정수단이 구비될 수 있다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용한 사출 성형품 제조방법은, 할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재가 장착되어 상기 봉 부재를 전후 방향으로 이동시킴으로써, 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 상기 성형 대상물의 중공에 삽입 또는 취출되도록 하는 봉 부재 위상 조절 장치; 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 인서트 작업 영역 또는 오버몰딩 작업 영역 중 하나로 이동시킬 수 있도록 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 일측에 연결되는 위치 조절 장치; 상기 오버몰딩 작업 영역 내에 설치되며, 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동된 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물에 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 내부 중공에 삽입된 상기 성형 대상물 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 장치; 및 상기 봉 부재 위상 조절 장치, 위치 조절 장치 및 오버몰딩 장치의 동작상태를 제어하는 제어장치;를 포함하는 오버 몰딩식 사출 성형 자동화 시스템을 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법에 있어서, 상기 인서트 작업 영역 내 위치한 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 이용해 상기 봉 부재를 전방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공에 관통 삽입시키는 인서트 단계; 상기 인서트 단계를 통해 상기 성형 대상물 내부 중공에 상기 봉 부재의 일부가 관통 삽입된 상태에서 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 상기 오버몰딩 작업 영역으로 상기 위치 조절 장치를 이용해 이동시켜 내부 중공에 상기 봉 부재의 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 개형된 상태의 상기 금형 틀 내측 금형공간에 배치되도록 하는 위치 변경 단계; 상기 위치 변경 단계를 통해 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물을 상기 금형 틀 내측 금형공간에 배치시킨 상태에서 상기 오버몰딩 장치를 이용해 상기 금형 틀을 폐형시키고, 상기 성형 대상물 외측으로 상기 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 단계; 및 상기 오버몰딩 단계를 통해 상기 성형 대상물 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 후, 폐형된 상기 금형 틀의 상태를 유지하며 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 이용해 상기 봉 부재를 후방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재를 취출시키는 봉 부재 취출 단계;를 포함한다.

여기서, 상기 봉 부재 취출 단계 후 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 인서트 작업 영역으로 이동되어 상기 인서트 단계를 진행할 수 있다.

또한, 상기 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법은, 상기 봉 부재 취출 단계를 통해 상기 성형 대상물의 내부 중공으로부터 상기 봉 부재가 이탈되었으며, 상기 오버몰딩 단계를 통해 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 상기 성형 대상물에 해당하는 상기 사출 성형품을 상기 금형 틀의 상태를 개형시킨 뒤 취출하는 사출 성형품 취출 단계;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.

첫째, 오버몰딩식 사출 성형을 통해 경량화를 위한 재질로 마련된 성형 대상물에 추가 구조물을 결합시킴에 있어, 금형 내 사출압력에 의해 성형 대상물의 휨 현상을 방지할 수 있다.

둘째, 오버몰딩식 사출 성형을 수행함에 있어 성형 대상물의 휨 현상을 방지를 위해 성형 대상물 내부 중공에 봉 부재를 삽입하거나 중공으로부터 봉 부재를 취출하는 과정이 자동적으로 이루어짐은 물론이고, 간편하고 용이하게 이루어질 수 있다.

셋째, 오버몰딩식 사출 성형을 통해 경량화를 위한 재질로 마련된 성형 대상물에 추가 구조물을 결합시키는 전체 공정이 자동화를 이루어 작업 효율성 및 최종 결과물에 해당하는 사출 성형품의 생산성을 확연히 개선시킬 수 있다.

넷째, 금형 틀에 교체 가능한 형태로 마련된 가이드 부시 구조물을 통해 오버몰딩식 사출 성형 후, 성형 대상물로부터 봉 부재를 취출하는 과정에서 금형 틀과 봉 부재 사이에 발생하는 마찰에 의한 금형 틀의 마모 현상을 방지하고, 봉 부재의 취출 과정이 더욱 용이하게 이루어질 수 있도록 할 수 있다.

다섯째, 금형 틀 내측 금형 공간 내에 성형 대상물을 배치시키고, 폐형 구조를 갖추도록 하는 과정에서 금형 틀 내측에 각각 마련된 위치 고정수단을 통해 성형 대상물의 움직임을 최대한 제한하여 더욱 안정적으로 오버몰딩을 진행할 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법을 도시한 순서도이다.
도2는 본 발명에 따른 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법을 통해 제조되는 사출 성형품의 형상을 도시한 사시도이다.
도3 내지 도6은 본 발명에 따른 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법을 통한 작업 과정을 설명하기 위한 개념도이다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명하되, 이미 주지된 기술적 부분에 대해서는 설명의 간결함을 위해 생략하거나 압축하기로 한다.

1. 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치에 관한 설명

도1 내지 도6을 참조하여 설명하면, 본 발명의 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법은 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치(10)을 통해 구현되는 하나의 공정에 대한 기술로서, 인서트 단계(S110), 위치 변경 단계(S120), 오버몰딩 단계(S130), 봉 부재 취출 단계(S140) 및 사출 성형품 취출 단계(S150)가 순차 진행되되, 계속 반복 진행되어 자동화를 이루게 된다.

우선적으로, 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치(10)에 대해 설명하면, 오버몰딩 장치(400), 봉 부재 위상 조절 장치(500), 위치 조절 장치(600) 및 제어장치(700)를 포함한다.

우선, 오버몰딩 장치(400)는 폐형 또는 개형 구조로 변형 가능한 금형 틀(410, 420)을 이용해 폐형된 상태의 금형 틀(410, 420) 내부에 배치된 성형 대상물(100)에 사출 수지의 공급을 통해 추가 구조물(200)이 결합 부착되어 일체를 이루도록 한다.

다시 말해, 오버몰딩 장치(400)는 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 성형 대상물(100) 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 장치를 의미한다.

여기서, 금형 틀(410, 420)은 바람직하게 복수의 조각으로 마련되며, 가장 바람직하게는 고정형 금형 틀(410)과 이동형 금형 틀(420)로 이루어져 고정형 금형 틀(410)과 이동형 금형 틀(420)의 상호 인접 상태에 따라 전체 금형 틀의 개형 또는 폐형 구조가 결정된다.

또한, 도3에 도시된 바와 같이 고정형 금형 틀(410)의 내측면과 이동형 금형 틀(420)의 내측면 사이 공간은 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)으로 정의될 수 있으며, 이와 같은 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T) 전체 금형 틀의 개형 또는 폐형 구조에 따라 크기가 달라진다.

따라서 오버몰딩 장치(400)는 고정형 금형 틀(410)의 위치를 기준으로, 이동형 금형 틀(410) 일측에 연결되어 이동형 금형 틀(420)의 고정형 금형 틀(410) 측으로의 이동을 조절하는 별도의 금형 틀 이동수단(430)을 포함한다.

또한, 오버몰딩 장치(400)는 금형 틀 이동수단(430)을 통해 이동형 금형 틀(420)을 고정형 금형 틀(410) 측으로 최대한 이동시켜 전체 금형 틀의 폐형 구조를 이룬 상태에서, 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T) 측으로 기 저장된 사출 수지물질을 내보내 성형 대상물(100)에 추가 구조물(200)이 결합될 수 있도록 하는 사출 수지 공급수단(440) 또한 포함한다.

더욱 구체적으로, 금형 틀(410, 420)의 금형공간(400T) 구조를 살펴보면 기본적으로 이동형 금형 틀(420)을 고정형 금형 틀(410) 측으로 최대한 이동시켜 전체 금형 틀의 폐형 구조를 이룬 상태에서 성형 대상물(100)이 정확히 대응되어 수용 될 수 있도록 마련된 제1공간(A1)과, 제1공간으로부터 일정 영역에 걸쳐 함입되며 사출 수지 공급수단(440)과 일측에 연결되어 개방공간을 공유하게 됨으로써 성형 대상물(100) 외측에 사출 수지의 공급이 이루어지며, 이를 통한 추가 구조물(200)이 형성이 이루어지는 제2공간(A2)을 갖춘다.

또한, 제1공간의 일측으로 외부와 연통되며 이동형 금형 틀(410)을 고정형 금형 틀(410) 측으로 최대한 이동시켜 전체 금형 틀의 폐형 구조를 이룬 상태에서 제공 공간에 배치된 성형 대상물(100)의 내부 중공에 관통 삽입된 봉 부재(300)의 배치가 이루어질 수 있는 제3공간(A3) 역시 갖추게 된다.

결과적으로, 오버몰딩 장치(400)의 금형 틀 이동수단(430)을 통해 이동형 금형 틀(420)을 고정형 금형 틀(410) 측으로 최대한 이동시켜 전체 금형 틀의 폐형 구조를 이룬 상태에서 마련된는 금형공간(400T)은 도4 및 도5와 같이 성형 대상물(100)이 배치되는 제1공간, 사출 수지 공급수단(440)과 일측에 연결되어 성형 대상물(100) 외측으로의 사출 수지 공급 및 이를 통한 추가 구조물(200)이 형성이 이루어지는 제2공간 그리고 제1공간에 성형 대상물(100)이 배치될 시 성형 대상물(100)의 내부 중공에 관통 삽입된 봉 부재(300)가 배치되는 제3공간(A3)으로 마련된다.

실시에 따라, 고정형 금형 틀(410)은 도5에 도시된 바와 같이 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 배치된 상태에서 금형 틀(410, 420)의 폐형 구조가 갖춰질 시, 성형 대상물(100)의 중공에 삽입되지 않은 봉 부재(300)의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시(Bushing) 제1몸체(450)가 설치된다.

여기서, 고정형 금형 틀(410) 내측면 상부에 교체 가능하도록 설치된 가이드 부시 제1몸체(450)는 결과적으로 금형 틀 내측 금형공간(400T) 중 제3공간(A3) 일부를 형성하는 고정형 금형 틀(410) 내측면 상 영역을 덮게 된다.

이와 더불어, 이동형 금형 틀(420)은 도5에 도시된 바와 같이 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 배치된 상태에서 금형 틀(410, 420)의 폐형 구조가 갖춰질 시, 성형 대상물(100)의 중공에 삽입되지 않은 봉 부재(300)의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시(Bushing) 제2몸체(460)가 설치된다.

여기서, 이동형 금형 틀(420) 내측면 상부에 교체 가능하도록 설치된 가이드 부시 제2몸체(460)는 결과적으로 금형 틀 내측 금형공간(400T) 중 제3공간(A3) 나머지를 형성하는 이동형 금형 틀(420) 내측면 상 영역을 덮게 된다.

이와 같은 가이드 부시 제1몸체(450)와 가이드 부시 제2몸체(460)는 금형 틀(410, 420)이 폐형 구조를 갖출 시 도5와 같이 상호 접하여 하나의 가이드 부시 구조를 형성하게 되는데, 이와 같은 구조는 봉 부재(300)의 후방 이동에 따른 취출 과정에서 금형 틀(410, 420)과 봉 부재(300) 간 마찰에 의한 상호 마모 현상을 방지하고, 봉 부재(300)의 취출 작업상의 용이성을 확보하기 위한 구조이다.

따라서 아래 설명될 본 발명의 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법의 반복 수행에 따라, 가이드 부시 제1몸체(450)와 가이드 부시 제2몸체(460)의 마모가 상당 부분 일어나게 되면, 이를 다시 새것으로 교체하여 설치할 수 있게 된다.

더욱 구체적으로, 가이드 부시 제1몸체(450)와 가이드 부시 제2몸체(460)가 상호 접하여 갖추게 되는 가이드 부시 구조는 중공의 원통형 구조를 기반으로, 각 몸체의 교체 가능한 형태의 설치를 위한 확장 날개 구조를 상층에 연장 형성하는 형태로 마련됨이 바람직하나, 이에 한정되지 아니한다.

또한, 고정형 금형 틀(410) 내측면 상에는 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 배치된 상태에서 성형 대상물(100)의 고정형 금형 틀(410) 측 외주면에 이동형 금형 틀(420) 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제1위치 고정수단(470)이 구비된다.

이와 더불어, 이동형 금형 틀(420) 내측면 상에는 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 배치된 상태에서 성형 대상물(100)의 이동형 금형 틀(420) 측 외주면에 고정형 금형 틀(410) 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제2위치 고정수단(480)이 구비된다.

이러한, 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)는 성형 대상물(100)의 외주면 직접적으로 접하여 일정 방향으로 소정의 지지력을 가압하여 밀어주는 지지체를 기반으로, 해당 지지체의 위치가 금형 틀(410, 420)의 개형 또는 폐형 구조 상태에 따라 변형 가능하도록 지지체에 연결되는 스프링 또는 유압모듈과 같은 지지체 위치 변형부로 구성된다.

예를 들어, 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)는 고정형 금형 틀(410) 및 이동형 금형 틀(420) 내측면 상에 설치되는 스프링의 구조체의 전단에 위치 고정용 지지력 제공을 위한 별도의 지지체가 연결되어 각각이 내측 방향으로 탄성압을 제공함으로써, 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480) 사이에 위치한 성형 대상물(100)이 금형 틀(410, 420)의 개형에서 폐형 상태로의 변형 과정에서 쉽게 움직이지 않고 고정 상태를 유지할 수 있도록 돕게 된다.

또한, 고정형 금형 틀(410) 및 이동형 금형 틀(420) 내측면 상에는 도3에 도시된 바와 같이 금형 틀(410, 420)이 폐형 구조화 됨에 따라 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)이 최대한 외측으로 밀어나는 경우 금형 틀 내측 금형공간(400T) 닫힘 구조가 유지되어 제2공간(A2)과 제1공간(A1) 사이에 틈이 발생하지 않아 사출 수지 공급수단(440)을 통해 공급되는 사출 수지물이 제1공간(A1)에 유출되지 않도록 하기 위해, 각 외측으로 함입된 구조의 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)의 수용홈이 미리 마련되어 있다.

다시 말해, 금형 틀(410, 420)이 개형 구조에서 폐형 구조로 변화되는 과정에서, 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)은 성형 대상물(100)의 외주면에 의해 자연스럽게 각각 외측으로 힘을 받아 탄성압이 압축되거나 반대방향으로 유압이 작용하여 밀리며 후퇴하게 되어, 최종적으로는 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)의 수용홈에 수용 삽입되어 진다.

이에 따라, 반대로 금형 틀(410, 420)이 오버몰딩 작업을 완료하고 폐형 구조에서 개형 구조로 변화될 시 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)은 성형 대상물(100)의 외주면 각각 내측으로 밀며 상호 이격되며 틈이 발생하더라도 점진적으로 전진하여 원상태로 돌아오며 성형 대상물(100)의 위치 고정을 위한 소정의 지지력을 제공하게 된다.

결과적으로, 제1위치 고정수단(470) 및 제2위치 고정수단(480)은 금형 틀(410, 420)이 개형된 상태에서 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 배치된 시점에서부터 금형 틀(410, 420)이 폐형되어 금형 틀 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 닫힌 구조를 형성하고, 오버몰딩 작업이 완료된 후 최종 사출 성형품(P)의 취출 전까지 지속적으로 성형 대상물(100)의 움직임을 제한하게 된다.

다음으로, 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물(100)의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재(300)가 장착되어 봉 부재(300)를 전후 방향으로 이동시킬 수 있는 장치이다.

다시 말해, 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 다양한 실시 형태로 마련되어, 원통형 봉 부재(200) 혹은 외주면 상에 탭핑 스크류 형 나사산 구조라 형성된 봉 부재(300)가 장착되며, 다양한 실시예로 구현 가능한 별도의 이동 수단 가동에 의해 장착된 봉 부재(300)가 전후 방향으로 이동 가능하다.

여기서, 봉 부재 위상 조절 장치(500)에 장착된 봉 부재(300)가 전방측으로 이동되면 성형 대상물(100)의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간에 봉 부재(300)가 삽입되는 인서트 과정이 진행된다.

또한, 봉 부재 위상 조절 장치(500)에 장착된 봉 부재(300)가 후방측으로 이동되면 성형 대상물(100)의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간으로부터 봉 부재(300)가 삽입 해제되는 취출 과정이 진행된다.

다음으로, 위치 조절 장치(600)는 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 위치를 인서트 작업 영역(T1) 또는 오버몰딩 작업 영역(T2) 중 하나로 이동시킬 수 있도록 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 일측에 연결되는 이송 장치에 해당한다.

이러한 위치 조절 장치(600)는 로봇 암(Arm)을 기반으로 한 구동장치의 형태로 구현될 수도 있고, 실시에 따라 별도의 레일과 레일에 설치되는 이송 블록, 그리고 이를 구동시키는 모터 등으로 구성된 형태로 구현될 수도 있으나 어느 하나의 형태에 한정되지 아니한다.

마지막으로, 제어장치(700)는 오버몰딩 장치(400), 봉 부재 위상 조절 장치(500), 위치 조절 장치(600)의 동작상태를 제어하여 구동을 관리하고, 관리자에 의해 입력된 신호를 기반으로 각 장치별 동을 개별 제어할 수 있도록 하거나, 더 나아가 관리자에 의해 기 설정된 작업 스케줄에 따라 각 장치들을 단계별로 순차 반복 진행하여 자동화 시스템을 갖출 수 있도록 하는 하나의 컨트롤러에 해당한다.

2. 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법에 관한 설명

앞 서 설명한 구성으로 마련된 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치(10)를 통해 본 발명의 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통한 사출 성형품 제조방법이 어떠한 방식으로 진행되는 지에 대해 아래 단계별로 구분하여 구체적으로 설명하고자 한다.

(1) 인서트 단계<S110>

본 단계(S110)는 도3에 도시된 바와 같이 인서트 작업 영역(T1) 내 위치한 봉 부재 위상 조절 장치(500)를 이용해 이에 장착된 봉 부재(300)를 전방으로 이동시켜 성형 대상물(100) 내부 중공에 관통 삽입시키는 과정이 진행된다.

여기서, 성형 대상물(100)은 파이프(Pipe)와 같이 할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 것을 기본으로 하고, 종래 Steel CCM(Cobalt Chrome Molybdenum) 재질로 마련되었던 것과 달리 재질적 경량화를 위해 열가소성을 갖춘 PP(Polypropylene)와 단섬유 형태의 GF(Glass Fiber)가 혼합된 재질 혹은 AL(Aluminium) 파이프 형태의 Hybrid CCM(Cobalt Chrome Molybdenum) 재질로 마련됨이 바람직한다.

또한, 봉 부재(300)는 Steel 또는 Aluminium 재질로 마련됨이 바람직하다.

그리고 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 실시 형태에 따라 성형 대상물(100) 대비 봉 부재(300)의 길이의 정도는 성형 대상물(100)의 내부 중공의 개방공간에 봉 부재(300)가 삽입되어 오버몰딩 과정에서의 휨 문제 발생을 방지하고 전체적인 제조 공정 진행에 있어서의 효율성 및 생산성을 확보함에 주요한 요인으로 작용한다.

구체적으로, 제1실시예에 따르면 성형 대상물(100)에 해구당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)를 d라고 기준할 시, 봉 부재 위상 조절 장치(500)에 장착되는 봉 부재(300)의 길이는 1.2×d 이상으로 마련됨이 바람직하다.

여기서, 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)인 d 기준, 봉 부재(300)의 길이의 최소값인 1.2×d는 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)인 d만큼에 안전율 확보를 위한 길이로서 d의 20%에 달하는 거리를 더한 수치이다.

따라서 제1실시예에 따르면 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이가 800mm일 경우 안전율 확보를 위한 길이는 160mm가 되고, 결과적으로 봉 부재(300)의 길이는 960mm 이상으로 마련되어야 한다.

이와 같이 제1실시예에 따라 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)를 d 기준, 봉 부재(300)의 길이가 1.2×d 이상일 경우, 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 유압실린더의 형태로 마련될 수 있다.

이 경우, 봉 부재(300)가 장착되는 유압실린더로서의 봉 부재 위상 조절 장치(500) 내 스트로크의 길이는 봉 부재의 길이와 동일하게 마련되어야 한다.

또한, 제1실시예에 따라 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)를 d 기준, 봉 부재(300)의 길이가 1.2×d 이상일 경우, 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 내측에 길이방향을 따라 이송 레일이 형성된 개방공간을 구비하는 레일 몸체부(미도시) 및 봉 부재(300)가 일측에 장착되며, 외측에는 레일 몸체부(미도시) 내부 개방공간에 형성된 이송 레일을 따라 이동 가능한 이송바퀴가 구비되고, 일측에 이송바퀴을 회전 운동시키는 이송모터가 구비된 이송 몸체부(미도시)를 포함하도록 마련될 수 있다.

이 경우, 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 봉 부재(300)가 장착된 이송 몸체부(미도시)가 레일 몸체부(미도시) 내부 개방공간에 형성된 이송 레일을 따라 일방향으로 이동하는 최대 거리는 봉 부재(300)의 길이와 동일하게 마련되어야 한다.

다음으로, 제2실시예에 따르면 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)를 d라고 기준할 시, 봉 부재 위상 조절 장치(500)에 장착되는 봉 부재(300)의 길이는 (2×d)+(0.2×d)이상으로 마련됨이 바람직하다.

여기서, 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)인 d 기준, 봉 부재(300)의 길이의 최소값인 1.2×d는 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)의 2배인 2d만큼에 안전율 확보를 위한 길이로서 d의 20%에 달하는 거리를 더한 수치이다.

따라서 제2실시예에 따르면 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이가 800mm일 경우 안전율 확보를 위한 길이는 160mm가 되고, 결과적으로 봉 부재(300)의 길이는 1760mm 이상으로 마련되어야 한다.

이와 같이 제2실시예에 따라 성형 대상물(100)에 해당하는 관 부재의 길이(또는 내부 중공의 개방공간의 길이)를 d 기준, 봉 부재(300)의 길이가 1.2×d 이상일 경우, 봉 부재(300)의 외주면 상에는 나사산 구조가 구비된다.

더불어, 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 내부에 외주면 상에 나사산 구조를 갖춘 봉 부재(300)가 체결 가능한 구조를 갖추어 상호 나사산 구조가 맞물리며 봉 부재(300)가 장착되도록 하며, 체결 장착된 봉 부재(300)의 나사산 구조를 일정 방향으로 회전시켜 봉 부재(300)의 전후 이동이 이루어지도록 하는 회전 모터를 구비

하는 형태로 마련되어야 한다.

결과적으로, 앞 서 설명한 실시 형태에 대한 구체화를 이루어 마련된 봉 부재 위상 조절 장치(500)에 길이 조건을 맞추어 봉 부재(300)가 장착된 후, 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 한 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 봉 부재(300)를 전방측으로 이동시키는 작동이 이루어지고 나면 봉 부재(300)의 선단 측에는 성형 대상물(100)이 장착된 상태를 이루게 되고, 이 후에는 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 위상 변화는 곧 봉 부재(300)의 위상 변화에 대응됨은 물론이고 더 나아가 성형 대상물(100)의 위상 변화로 연계된다.

(2) 위치 변경 단계<S120>

본 단계(S120)는 도4에 도시된 바와 같이 앞 선 과정(S110)을 통해 성형 대상물(100) 내부 중공에 봉 부재(300)의 일부가 관통 삽입된 상태에서 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 위치를 오버몰딩 작업 영역(T2)으로 위치 조절 장치(600)를 이용해 이동시켜 내부 중공에 봉 부재(300)의 일부가 관통 삽입된 성형 대상물(100)이 개형된 상태의 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치되도록 하는 과정이 진행된다.

여기서, 개형된 상태의 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치된 성형 대상물(100)의 외주면은 금형공간(400T)을 형성하는 금형 틀(410, 420) 내주면과 소정의 이격 틈을 형성하고 있는 상태이다.

이를 위한 위치 조절 장치(600)의 작동 상태는 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 이루어진다.

(3) 오버몰딩 단계<S130>

본 단계(S130)는 도5에 도시된 바와 같이 앞 선 단계(S120)를 통해 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 봉 부재(300)의 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 성형 대상물(100)을 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치시킨 상태에서 오버몰딩 장치(400)를 이용해 금형 틀을 폐형시키고, 성형 대상물(100) 외측으로 추가 구조물(200)을 결합시키는 과정이 진행된다.

우선, 본 단계(S130)에서는 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치된 성형 대상물(100)의 외주면은 금형공간(400T)을 형성하는 금형 틀(410, 420) 내주면과 소정의 이격 틈을 없애기 위해 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 금형 틀 이동수단(430)을 통해 이동형 금형 틀(420)을 고정형 금형 틀(410) 측으로 최대한 이동시켜 전체 금형 틀의 폐형 구조를 이루도록 하는 과정이 우선 진행된다.

여기서, 폐형 구조를 이루게 된 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)의 제1공간과 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치된 성형 대상물(100)의 외주면 사이에는 최대한 공차가 없는 것이 바람직하고, 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)에 배치된 성형 대상물(100)의 내부 중공의 개방공간에 삽입된 봉 부재(300)와 폐형 구조를 이루게 된 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)의 제3공간 사이에는 0.1 내지 0.2mm의 유동성 확보를 위한 공차가 존재함이 바람직하다.

또한, 금형 틀(410, 420)의 폐형 구조화를 진행하는 과정에서 위치 조절 장치(600)는 충분한 고정상태 유지력을 제공하여 움직임이 없도록 하여 부재 위상 조절 장치(500), 봉 부재(300) 및 성형 대상물(100) 역시 움직임 없도록 고정되게 한다.

그 후, 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 사출 수지 공급수단(440)을 작동 시켜, 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)의 제2공간으로 사출 수지의 공급이 이루어지도록 하고, 이를 통한 성형 대상물(100) 외측에 추가 구조물(200)의 형성 및 결합이 이루어지도록 한다.

또한, 사출 수지 공급수단(440)을 통한 추가 구조물(200)의 생성에 이용되는 사출 수지는 열가소성을 갖춘 PP(Polypropylene) 또는 PA (Polyamide)와 단섬유 또는 장섬유 형태의 GF(Glass Fiber)가 혼합된 재질

여기서, 금형 틀(410, 420)의 개형 구조화 전에 오버몰딩 장치(400) 내 냉각 수단(미도시)을 이용해 성형 대상물(100) 외측에 형성된 추가 구조물(200)에 가해지는 온도 수준을 낮추어 냉각이 이루어지도록 함으로써, 더욱 견고하고 확실하게 추가 구조물(200)의 형성 및 결합이 완료될 수 있게 한다.

(4) 봉 부재 취출 단계<S140>

본 단계(S140)는 도6에 도시된 바와 같이 앞 선 단계(S130)를 통해 성형 대상물(100) 외측에 추가 구조물(200)이 결합된 후, 폐형된 금형 틀(410, 420)의 상태를 유지하며 봉 부재 위상 조절 장치(500)를 이용해 봉 부재(300)를 후방으로 이동시켜 성형 대상물(100) 내부 중공으로부터 봉 부재(300)를 취출시켜 삽입 해제가 이루어질 수 있도록 하는 과정이 진행된다.

여기서, 폐형 구조를 이루게 된 금형 틀(410, 420)를 유지하여 추가 구조물(200)이 결합된 성형 대상물(100)의 움직임을 제한한 상태에서 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 작동이 수행되어, 봉 부재(300)가 후방으로 이동되도록 함으로써, 성형 대상물(100) 내부 중공으로부터의 취출이 이루어질 수 있다.

더욱 구체적으로, 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 작동을 통한 봉 부재(300)의 후방 이동은 봉 부재(300)의 최선단이 성형 대상물(100) 내부 중공의 최선단측으로부터 이동되어 성형 대상물(100) 내부 중공을 완전히 벗어남은 물론이고 최종적으로 금형 틀(410, 420) 내측 금형공간(400T)의 제2공간을 완전히 벗어날 때까지 진행된다.

또한, 고정형 금형 틀(410)과 이동형 금형 틀(420) 각각에 가이드 부시 제1몸체(450)와 가이드 부시 제2몸체(460)가 설치될 경우, 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 작동을 통한 봉 부재(300)의 후방 이동, 즉 취출 작업은 더욱 용이하게 적은 힘으로도 가능하게 되며, 해당 과정이 반복 진행됨에 따라 금형 틀(410, 420)과 봉 부재(300)가 접촉하여 발생되는 마찰에 의한 금형 틀(410, 420)의 마모 문제 역시 사전에 해소될 수 있게 된다.

이와 같이 본 단계(S140)를 통해 봉 부재(300)의 후방 이동 및 성형 대상물(100) 내부 중공으로부터의 완전한 취출 작업이 완료된 봉 부재 위상 조절 장치(500)는 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 작동하는 위치 조절 장치(600)를 통해 다시 인서트 작업 영역(T1)으로 이동되어 새롭게 제공되는 성형 대상물(100)에 대한 인서트 단계(S110)를 시작으로 앞 선 과정을 반복 진행하게 된다.

(5) 사출 성형품 취출 단계<S150>

본 단계(S150)는 앞 선 단계(S140)를 통해 성형 대상물(100)의 내부 중공으로부터 봉 부재가 완전히 취출되어 이탈되었으며, 오버몰딩 단계(S130)를 통해 외측에 추가 구조물(200)이 결합된 성형 대상물(100)에 해당하는 사출 성형품(P)을 금형 틀(410, 420)의 상태를 개형시킨 뒤 취출하여 일련의 제조과정을 마무리하게 된다.

우선, 봉 부재 위상 조절 장치(500)의 작동을 통한 봉 부재(300)의 후방 이동에 의해 성형 대상물(100) 내부 중공으로부터의 취출작업이 완료되고 나면, 금형 틀(410, 420)의 폐형 구조를 개형 구조로 바꾸는 작업이 진행된다.

구체적으로, 제어장치(700)의 제어 명령을 기반으로 오버몰딩 장치(400) 내 금형 틀 이동수단(430)을 통해 이동형 금형 틀(420)을 고정형 금형 틀(410) 측으로부터 일정 간격 이격시켜 전체 금형 틀(410, 420)이 개형 구조를 이루도록 한다.

마지막으로, 별도의 수거 장치 혹은 수단을 이용해 자동화된 오버몰딩식 사출 성형을 통해 제조가 완료된 외측에 추가 구조물(200)이 결합된 성형 대상물(100)에 해당하는 사출 성형품(P)을 작업자는 수득할 수 있다.

이와 같이 외측에 추가 구조물(200)이 결합된 성형 대상물(100)에 해당하는 사출 성형품(P)의 구조는 도2에 도시된 바와 같다.

본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의해서 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 보호범위는 아래 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 오버 몰딩식 사출 성형 자동화 장치
P : 사출 성형품
100 : 성형 대상품
200 : 추가 구조물
300 : 봉 부재
400 : 오버몰딩 장치
500 : 봉 부재 위상 조절 장치
600 : 위치 조절 장치
700 : 제어장치

Claims

할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재가 장착되어 상기 봉 부재를 전후 방향으로 이동시킴으로써, 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 상기 성형 대상물의 중공에 삽입 또는 취출되도록 하는 봉 부재 위상 조절 장치;
상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 인서트 작업 영역 또는 오버몰딩 작업 영역 중 하나로 이동시킬 수 있도록 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 일측에 연결되는 위치 조절 장치;
상기 오버몰딩 작업 영역 내에 설치되며, 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동된 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물에 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 내부 중공에 삽입된 상기 성형 대상물 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 장치; 및
상기 봉 부재 위상 조절 장치, 위치 조절 장치 및 오버몰딩 장치의 동작상태를 제어하는 제어장치;를 포함하되,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 인서트 작업 영역 내 위치한 상태에서 장착된 상기 봉 부재를 전방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공에 관통 삽입시키며, 상기 위치 조절 장치는 상기 성형 대상물 내부 중공에 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 봉 부재를 장착한 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동시켜 상기 성형 대상물이 개형된 상태의 상기 금형 틀 내측 금형공간에 배치되도록 하되,
상기 오버몰딩 장치는 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물을 배치시킨 상태에서 상기 금형 틀을 폐형시키고, 상기 성형 대상물 외측으로 상기 추가 구조물을 결합시키며, 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 상기 오버몰딩 장치를 통해 상기 성형 대상물 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 후, 폐형된 상기 금형 틀의 상태가 상기 오버몰딩 장치에 의해 소정 시간 유지되는 사이 상기 봉 부재를 후방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재를 취출시키도록 이루어지되,
상기 오버몰딩 장치는 상기 금형 틀의 일부분을 이루는 이동형 금형 틀 일측에 연결되어, 상기 금형 틀의 타부분을 이루는 고정형 금형 틀 기준 상기 이동형 금형 틀의 상호 인접 상태를 조절하여 상기 금형 틀이 개형 또는 폐형 구조를 갖추도록 하는 금형 틀 이동 수단을 포함하며,
상기 고정형 금형 틀은 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 금형 틀의 폐형 구조가 갖춰질 시, 상기 성형 대상물의 중공에 삽입되지 않은 상기 봉 부재의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시 제1몸체가 설치되며,
상기 이동형 금형 틀은 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 금형 틀의 폐형 구조가 갖춰질 시, 상기 성형 대상물의 중공에 삽입되지 않은 상기 봉 부재의 일부 외측면이 접하게 되는 내측면 상에 교체 가능한 형태로 가이드 부시 제2몸체가 설치되며,
상기 가이드 부시 제1몸체 및 가이드 부시 제2몸체는 상기 금형 틀이 폐형 구조를 갖출 시, 상호 접하여 하나의 가이드 부시 구조를 형성하는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 위치 조절 장치는 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재의 취출이 완료된 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 다시 상기 인서트 작업 영역으로 이동시키는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제1항에 있어서,
상기 오버몰딩 장치는 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 통해 상기 성형 대상물의 내부 중공으로부터 상기 봉 부재의 취출이 완료된 후, 상기 금형 틀의 상태를 개형시켜 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 상기 성형 대상물에 해당하는 상기 사출 성형품을 취출 가능하도록 하는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제1항에 있어서,
상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 1.2×d 이상으로 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제6항에 있어서,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 유압실린더로 마련되며, 상기 봉 부재가 장착되는 유압실린더로서의 상기 봉 부재 위상 조절 장치 내 스트로크의 길이는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제6항에 있어서,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 길이방향을 따라 이송 레일이 형성된 개방공간을 구비하는 레일 몸체부 및 상기 봉 부재가 일측에 장착되며, 외측에는 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 이동 가능한 이송바퀴가 구비되고, 일측에 상기 이송바퀴을 회전 운동시키는 이송모터가 구비된 이송 몸체부를 포함하며, 상기 봉 부재가 장착된 상기 이송 몸체부가 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 일방향으로 이동하는 최대 거리는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제1항에 있어서,
상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 (2×d)+(0.2×d) 이상으로 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
제9항에 있어서,
상기 봉 부재는 외주면 상에 나사산 구조가 형성되며,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 상기 봉 부재의 나사산 구조와 체결 가능한 구조를 갖추어 상기 봉 부재가 장착되도록 하며, 체결 장착된 상기 봉 부재의 나사산 구조를 일정 방향으로 회전시켜 상기 봉 부재의 전후 이동이 이루어지도록 하는 회전 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
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제1항에 있어서,
상기 고정형 금형 틀은 내측면 상에 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 성형 대상물의 상기 고정형 금형 틀 측 외주면에 상기 이동형 금형 틀 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제1위치 고정수단이 구비되며,
상기 이동형 금형 틀은 내측면 상에 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 배치된 상태에서 상기 성형 대상물의 상기 이동형 금형 틀 측 외주면에 상기 고정형 금형 틀 측으로 소정의 지지력을 제공하는 제2위치 고정수단이 구비되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치.
할로우(Hollow) 타입의 관 부재로 마련되는 성형 대상물의 내부에 길이방향을 따라 형성되는 중공의 개방공간 형상에 대응되는 형태로 마련된 봉 부재가 장착되어 상기 봉 부재를 전후 방향으로 이동시킴으로써, 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 상기 성형 대상물의 중공에 삽입 또는 취출되도록 하는 봉 부재 위상 조절 장치; 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 인서트 작업 영역 또는 오버몰딩 작업 영역 중 하나로 이동시킬 수 있도록 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 일측에 연결되는 위치 조절 장치; 상기 오버몰딩 작업 영역 내에 설치되며, 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 오버몰딩 작업 영역으로 이동된 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착된 상기 봉 부재의 전단 측 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물에 오버몰딩식 사출 성형을 진행하여 내부 중공에 삽입된 상기 성형 대상물 외측으로 금형 틀에 따른 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 장치; 및 상기 봉 부재 위상 조절 장치, 위치 조절 장치 및 오버몰딩 장치의 동작상태를 제어하는 제어장치;를 포함하는 오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법에 있어서,
상기 인서트 작업 영역 내 위치한 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 이용해 상기 봉 부재를 전방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공에 관통 삽입시키는 인서트 단계;
상기 인서트 단계를 통해 상기 성형 대상물 내부 중공에 상기 봉 부재의 일부가 관통 삽입된 상태에서 상기 봉 부재 위상 조절 장치의 위치를 상기 오버몰딩 작업 영역으로 상기 위치 조절 장치를 이용해 이동시켜 내부 중공에 상기 봉 부재의 일부가 관통 삽입된 상기 성형 대상물이 개형된 상태의 상기 금형 틀 내측 금형공간에 배치되도록 하는 위치 변경 단계;
상기 위치 변경 단계를 통해 상기 금형 틀 내측 금형공간에 상기 봉 부재의 일부가 내부 중공에 관통 삽입된 상기 성형 대상물을 배치시킨 상태에서 상기 오버몰딩 장치를 이용해 상기 금형 틀을 폐형시키고, 상기 성형 대상물 외측으로 상기 추가 구조물을 결합시키는 오버몰딩 단계; 및
상기 오버몰딩 단계를 통해 상기 성형 대상물 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 후, 폐형된 상기 금형 틀의 상태를 유지하며 상기 봉 부재 위상 조절 장치를 이용해 상기 봉 부재를 후방으로 이동시켜 상기 성형 대상물 내부 중공으로부터 상기 봉 부재를 취출시키는 봉 부재 취출 단계;를 포함하되,
상기 봉 부재 취출 단계 후 상기 봉 부재 위상 조절 장치는 상기 위치 조절 장치를 통해 상기 인서트 작업 영역으로 이동되어 상기 인서트 단계를 진행하고,
상기 봉 부재 취출 단계를 통해 상기 성형 대상물의 내부 중공으로부터 상기 봉 부재가 이탈되었으며, 상기 오버몰딩 단계를 통해 외측에 상기 추가 구조물이 결합된 상기 성형 대상물에 해당하는 상기 사출 성형품을 상기 금형 틀의 상태를 개형시킨 뒤 취출하는 사출 성형품 취출 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.
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제13항에 있어서,
상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 1.2×d 이상으로 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 유압실린더로 마련되며, 상기 봉 부재가 장착되는 유압실린더로서의 상기 봉 부재 위상 조절 장치 내 스트로크의 길이는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.
제16항에 있어서,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 길이방향을 따라 이송 레일이 형성된 개방공간을 구비하는 레일 몸체부 및 상기 봉 부재가 일측에 장착되며, 외측에는 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 이동 가능한 이송바퀴가 구비되고, 일측에 상기 이송바퀴을 회전 운동시키는 이송모터가 구비된 이송 몸체부를 포함하며, 상기 봉 부재가 장착된 상기 이송 몸체부가 상기 레일 몸체부 내부 개방공간에 형성된 상기 이송 레일을 따라 일방향으로 이동하는 최대 거리는 상기 봉 부재의 길이와 동일하게 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.
제13항에 있어서,
상기 성형 대상물에 해당하는 관 부재의 길이 d를 기준으로, 상기 봉 부재 위상 조절 장치에 장착되는 상기 봉 부재의 길이는 (2×d)+(0.2×d) 이상으로 마련되는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.
제19항에 있어서,
상기 봉 부재는 외주면 상에 나사산 구조가 형성되며,
상기 봉 부재 위상 조절 장치는 내측에 상기 봉 부재의 나사산 구조와 체결 가능한 구조를 갖추어 상기 봉 부재가 장착되도록 하며, 체결 장착된 상기 봉 부재의 나사산 구조를 일정 방향으로 회전시켜 상기 봉 부재의 전후 이동이 이루어지도록 하는 회전 모터를 구비하는 것을 특징으로 하는
오버몰딩식 사출 성형 자동화 장치를 이용해 사출 성형품을 제조하는 방법.